IPv6: Phiên bản kế tiếp của IPv4

Internet Protocol version 6 (IPv6) phiên bản tiếp theo của IPv4 là một khái niệm khá mới mẻ do nó chưa được sử dụng phổ biến rộng rãi. Nhưng phiên bản này đem lại nhiều lợi ích và nhằm khắc phục sự cạn kiệt của phiên bản cũ. Qua bài viết này, chúng ta sẽ đi tìm hiểu những thông tin xoay quanh IPv6 nhé!

1. IPv6 là gì?

Internet Protocol v6 (IPv6) là tiêu chuẩn địa chỉ giao thức Internet (IP) thế hệ tiếp theo, dự định bổ sung và cuối cùng thay thế IPv4 – giao thức mà nhiều dịch vụ Internet vẫn sử dụng cho đến ngày hôm nay. 

Đọc thêm: Các loại IP cơ bản

Mỗi máy tính, điện thoại di động, thành phần tự động hóa nhà cửa, cảm biến IoT và bất kỳ thiết bị nào kết nối với Internet đều cần một địa chỉ IP số để giao tiếp với các thiết bị khác. Hệ thống địa chỉ IP gốc gọi là IPv4 đang cạn kiệt địa chỉ do sự phổ biến của nhiều thiết bị kết nối.

Quá trình chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 vẫn đang diễn ra và sẽ mất nhiều năm để hoàn thành. Không phải mạng nào cũng hỗ trợ IPv6 và hầu hết các thiết bị vẫn sử dụng IPv4. Một số nhà cung cấp mạng lớn và nhà cung cấp dịch vụ Internet đã áp dụng IPv6 trong khi vẫn duy trì một IPv4 thay thế. 

Hiện chưa có ngày chính thức đóng cửa IPv4, nó sẽ tiếp tục tồn tại bên cạnh ngày càng nhiều nhà cung cấp dịch vụ Internet và các trang web lớn chuyển sang sử dụng IPv6.

Trải nghiệm VPS với IPv6 miễn phí tại:

2. Format của một địa chỉ IPv6

Một địa chỉ IPv6 chính xác có độ dài là 128 bit và được sắp xếp thành tám nhóm, mỗi nhóm có 16 bit. Mỗi nhóm được biểu diễn bằng bốn chữ số thập lục phân và các nhóm được phân cách bằng dấu hai chấm.

Một ví dụ về địa chỉ IPv6 đầy đủ có thể là:

FE80:CD00:0000:0CDE:0175:0000:211E:729C

Một địa chỉ IPv6 được chia thành hai phần: một phần mạng và một phần nút. Phần mạng là 64 bit đầu tiên của địa chỉ và được sử dụng cho định tuyến. Phần nút là 64 bit sau và được sử dụng để xác định địa chỉ của giao diện. Nó được lấy từ địa chỉ vật lý, hoặc địa chỉ MAC, bằng cách sử dụng định dạng 64 bit duy nhất được mở rộng (EUI-64) do Viện Kỹ thuật Điện và Điện tử (IEEE) định nghĩa.

Phần mạng nút có thể được chia thêm thành một khối 48 bit và một khối 16 bit. Khối trên có 48 bit được sử dụng cho địa chỉ mạng toàn cầu. Khối dưới có 16 bit được điều khiển bởi các quản trị mạng và được sử dụng cho các mạng con trên một mạng nội bộ.

Hơn nữa, địa chỉ ví dụ có thể được rút gọn, vì hệ thống địa chỉ cho phép bỏ qua bất kỳ số 0 đứng đầu nào, cũng như bất kỳ chuỗi chỉ gồm số 0 nào. Phiên bản rút gọn sẽ trông như sau:

FE80:CD00:0:CDE:0175:0:211E:729C

Bố cục của IPv6

Bố cục cụ thể của một địa chỉ IPv6 có thể có chút khác nhau, phụ thuộc vào định dạng của nó. Ba phần cơ bản tạo nên địa chỉ là prefix, Subnet ID và interface identifier.

Cả Prefix và Subnet ID đại diện cho hai mức chính trong việc xây dựng địa chỉ – toàn cầu hoặc chỉ cụ thể cho từng trang web. Prefix là số lượng bit có thể chia nhỏ – thông thường được quyết định bởi các Đăng ký Internet và Nhà cung cấp Dịch vụ Internet (ISP). 

Nếu bạn nhìn vào một địa chỉ IPv6, tập số ở bên trái – 48 bit đầu tiên – được gọi là tiền tố trang web. Subnet ID là 16 bit tiếp theo. Subnet ID chỉ ra cấu trúc của trang web. 64 bit cuối cùng được gọi là interface identifier, có thể được cấu hình tự động hoặc thủ công.

3. Phân loại địa chỉ IPv6

3.1. Unicast

Địa chỉ Unicast xác định một giao diện mạng duy nhất. Một gói tin gửi đến một địa chỉ Unicast sẽ được gửi đến giao diện được xác định bởi địa chỉ đó.

3.2. Multicast

Địa chỉ Multicast được sử dụng bởi nhiều máy chủ, được gọi là nhóm, để nhận một địa chỉ đích Multicast. Các máy chủ này không cần phải có vị trí địa lý gần nhau. Nếu một gói tin được gửi đến địa chỉ Multicast này, nó sẽ được phân phối đến tất cả các giao diện tương ứng với địa chỉ Multicast đó. Và mỗi nút được cấu hình theo cùng một cách. Nói một cách đơn giản, một gói dữ liệu được gửi đến nhiều điểm đích cùng một lúc.

3.3. Anycast

Địa chỉ Anycast được gán cho một nhóm giao diện. Bất kỳ gói tin nào được gửi đến một địa chỉ Anycast sẽ chỉ được gửi đến một giao diện thành viên duy nhất (thường là máy chủ gần nhất có thể).

4. Sự cần thiết của IPv6

Lý do chính của IPv6 là sự cạn kiệt địa chỉ khi nhu cầu sử dụng các thiết bị điện tử tăng lên nhanh chóng khi Internet of Things (IoT) xuất hiện sau những năm 1980 cùng những lý do khác liên quan đến sự chậm chạp của quá trình do một số xử lý không cần thiết, nhu cầu cho các tùy chọn mới, hỗ trợ đa phương tiện và nhu cầu tuyệt vọng về an ninh. Giao thức IPv6 đáp ứng các vấn đề trên bằng cách thực hiện những thay đổi chính sau đây trong giao thức:

• Không gian địa chỉ lớn hơn

Một địa chỉ IPv6 dài 128 bit. So với địa chỉ 32 bit của IPv4, đây là một sự tăng lớn (tăng 96 lần 2) trong không gian địa chỉ.

• Định dạng tiêu đề tốt hơn

IPv6 sử dụng định dạng tiêu đề mới trong đó các tùy chọn được tách riêng khỏi tiêu đề cơ bản và được chèn, khi cần, giữa tiêu đề cơ bản và dữ liệu lớp trên. Điều này đơn giản hóa và làm nhanh quá trình định tuyến vì hầu hết các tùy chọn không cần phải được kiểm tra bởi các bộ định tuyến.

• Các tùy chọn mới

IPv6 có các tùy chọn mới cho phép thêm chức năng bổ sung.

• Cho phép mở rộng

IPv6 được thiết kế để cho phép mở rộng giao thức nếu được yêu cầu bởi công nghệ hoặc ứng dụng mới.

• Hỗ trợ cho việc phân bổ tài nguyên

Trong IPv6, một trường dịch vụ đã bị loại bỏ, nhưng hai trường mới, lớp lưu lượng (traffic class) và nhãn luồng (flow label), đã được thêm vào để cho phép nguồn yêu cầu xử lý đặc biệt của gói tin. Cơ chế này có thể được sử dụng để hỗ trợ lưu lượng như âm thanh và video thời gian thực.

• Hỗ trợ an ninh hơn

Các tùy chọn mã hóa và xác thực trong IPv6 cung cấp tính bảo mật và tính toàn vẹn của gói tin.

5. Lợi ích của IPv6

• Truyền tải dữ liệu thời gian thực

Truyền dữ liệu thời gian thực đề cập đến quá trình truyền dữ liệu một cách nhanh chóng hoặc ngay lập tức. Ví dụ: Dịch vụ phát trực tiếp như trận bóng đá hoặc các giải đấu khác được phát trực tuyến trên web ngay khi diễn ra với độ trễ tối đa là 5-6 giây.

• IPv6 hỗ trợ xác thực

Xác minh rằng dữ liệu nhận được bởi bên nhận từ bên gửi chính xác như bên gửi gửi và không từ bất kỳ bên thứ ba nào. Ví dụ: So khớp giá trị băm của cả hai tin nhắn để xác minh cũng được thực hiện bởi IPv6.

• IPv6 thực hiện mã hóa

IPv6 có thể mã hóa thông điệp ở tầng mạng ngay cả khi các giao thức ở tầng ứng dụng ở mức người dùng không mã hóa thông điệp, điều này là một lợi thế lớn vì nó chịu trách nhiệm về việc mã hóa.

• Xử lý nhanh hơn tại bộ định tuyến

Các bộ định tuyến có khả năng xử lý các gói dữ liệu IPv6 nhanh hơn nhiều nhờ vào tiêu đề cơ bản nhỏ hơn với kích thước cố định là 40 byte, giúp giảm thời gian xử lý và cải thiện khả năng truyền gói dữ liệu hiệu quả hơn. Trong khi đó, trong IPv4, chúng ta phải tính độ dài của tiêu đề nằm trong khoảng từ 20-60 byte.

Lời kết

Thông qua bài viết của Tothost các thông tin cơ bản về IPv6 chẳng hạn như là gì? Format ra sao, có bao nhiêu loại,… đã được giới thiệu cho bạn đọc. Bạn nghĩ gì về IPv6, liệu nó có thể thay thế hoàn toàn cho phiên bản tiền nhiệm là IPv4 trước đó?